本课题主要研究了清炉机的研发可行性、总体方案、挖掘头的结构和几何参数确定及主要部件截齿、齿座结构强度计算等问题。 根据铝电解质物理力学性质及其与电解槽的固结情况，结合现场清槽的工作经验，对采用半自动化机械清理电解槽工作的可行性进行了研究，探讨了自动机械设备清槽时应考虑的主要因素，在此基础上提出了清炉机的总体设计方案。 此专用清炉机采用一个挖掘头绕主切削机构主轴作旋转运动，既有自转，又有横向、纵向、上下的移动，以对电解槽中电解质进行切削破碎。使用一个类似于装载机铲斗的铲除装置铲除并向外运送已破碎的电解质。主切削机构和铲除装置安装在小车行走机构上，通过大车行走机构的轨道实现横向行走，所有机构再通过基础框架的轨道实现纵向行走。如此实现电解槽中电解质全方位的清理工作。 通过对掘进机挖掘头深入、详细的理论学习，结合现场清槽环境，运用现代设计理念，仿效掘进机挖掘头设计了清炉机的主要部件——挖掘头，并且确定了挖掘头的结构和几何参数。 对镐形截齿截割机理和动力学参数计算，运用分析软件对挖掘机截齿进行有限元分析，得出截齿工作时最易受损的位置及刀头的变形情况，为今后清炉机挖掘头的设计和优化提供一些理论依据。 在清炉机齿座结构设计中，运用ANSYS软件对齿座结构刚度与强度进行分析，确定了最佳方案。